HU196464B - New process for producing 1,2-dehydrosteroids - Google Patents

New process for producing 1,2-dehydrosteroids Download PDF

Info

Publication number
HU196464B
HU196464B HU230083A HU230083A HU196464B HU 196464 B HU196464 B HU 196464B HU 230083 A HU230083 A HU 230083A HU 230083 A HU230083 A HU 230083A HU 196464 B HU196464 B HU 196464B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
alpha
beta
dione
methyl
pregn
Prior art date
Application number
HU230083A
Other languages
Hungarian (hu)
Inventor
Aloysius L Kominek
Jo H Wolf
Wendell T Evans
Original Assignee
Upjohn Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Upjohn Co filed Critical Upjohn Co
Publication of HU196464B publication Critical patent/HU196464B/en

Links

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Steroid Compounds (AREA)

Abstract

Through the use of microbial cells, air-dried with or without heating, that are able to catalyse I- dehydrogenation of steroids, there is a more efficient conversion of 1.2-saturated steroids to the corresponding 1.2 dihydro derivatives, which can be obtained with the best processes of the previous literature in an aqueous medium, particularly in the presence of an exogenous electron acceptor. A process is also described and claimed to add an aromatic hydrocarbon as a solvent that cannot be mixed with water to a cell suspension of A. simplex, an exogenous electron acceptor, and the steroid to be dehydrogenated. The suspension is agitated and oxygen is supplied so that the oxygen contents in the gaseous space is lower than the minimum concentration for combustion; or the reaction is performed below the inflammation point of the organic solvent.

Description

A találmány tárgya mikrobiológiai eljárás 1,2-dehidro-Bzteroidok előállítására a megfelelő 1,2-telitett származékaikból.The present invention relates to a microbiological process for the preparation of 1,2-dehydro-β-steroids from their corresponding 1,2-saturated derivatives.

A kortikoszteroidokat először az ötvenes években használták gyógyászati célokra, amikoris a kortizon-acetátot reumás arthritis kezelésére alkalmazták. A késöbi vizsgálatok bebizonyították, hogy az 1,2-helyzetben telítetlen hidrokortizon, illetve kortizon származékok, a prednizolon és prednizon, jelentős tőbblethatással rendelkeznek, és kevesebb só visszatartást okoznak. Ezt követően a legtöbb szteroidot, amelyet a kortikoidok okozta betegségek kezelésére alkalmaztak, úgy állították elő, hogy az 1- és 2-helyzetben kettős kötést tartalmazzanak.Corticosteroids were first used in the fifties for medicinal purposes, when cortisone acetate was used to treat rheumatoid arthritis. Subsequent studies have shown that the 1,2-unsaturated hydrocortisone and cortisone derivatives prednisolone and prednisone have a significant excess effect and cause less salt retention. Subsequently, most steroids used to treat corticoid-related diseases were prepared by having double bonds at the 1- and 2-positions.

1977-ben két amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás a kortikoszteroidok szintézisére szterol prekurzorokból kiinduló eljárást javasolt, amely a kortikoszteroidok szintézisének új megközelítését jelentette. A 4 035 236 számú USA-beli szabadalmi leírás 9alfs-hidroxi-androszténdion előállítására vonatkozik szitoszterin, sztigmaszterin vagy koleszterin fermentálásával. A 4 041 055 számú USA-beli szabadalmi leírás gyógyászatilag alkalmas kortikoszteroidok ebből az androsztén-származékból való általános szintézisére vonatkozik. Az ebben a folyamatban leírt intermedierek 3-keto-a4-9<u> konfigurációjúak lehetnek.In 1977, two US patents proposed a process based on sterol precursors for the synthesis of corticosteroids, which represented a new approach to the synthesis of corticosteroids. U.S. Pat. No. 4,035,236 relates to the preparation of 9alpha-hydroxy-androstenedione by fermentation of sitosterol, stigmasterol or cholesterol. U.S. Patent 4,041,055 relates to the general synthesis of pharmaceutically acceptable corticosteroids from this androstene derivative. The intermediates described in the process 3-keto-4-9 <u> may be configuration.

További, az 1,2-telitett szteroidok 1,2-dehidro-szteroidokká való átalakításával foglalkozó irodalmi hivatkozások az alábbiak:Further references in the literature on the conversion of 1,2-saturated steroids to 1,2-dehydro-steroids include:

A 2 837 464 számú USA-beli szabadalmi leírás Corynebacteriummal történő dién-elóállitást ír le. A leírás szerint a szteroidok 1-dehidrogénezését fermentációs úton, Arthrobacter (Corynebacterium) simplex segítségével hajtják végre.U.S. Patent No. 2,837,464 describes the preparation of diene with Corynebacterium. According to the description, 1-dehydrogenation of steroids is performed by fermentation using Arthrobacter (Corynebacterium) simplex.

A 3 360 439 számú USA-beli szabadalmi leírás 1-dehidro-szteroidok előállítására vonatkozik. A szteroidok 1-dehidrogénezését úgy végzik el, hogy A. simplex sejteket rövidszénláncú alkanollal vagy alkanonnal, például acetonnal előkezelnek, majd szubsztrátumraal és egy hidrogén átvivő katalizátorral összekeverik.U.S. Patent No. 3,360,439 relates to the preparation of 1-dehydro steroids. 1-Dehydrogenation of steroids is accomplished by pretreating A. simplex cells with lower alkanol or alkanone, such as acetone, and then mixing the substrate with a hydrogen transfer catalyst.

Charney, W. és Herzog, H.: Microbial Transformation of Steroids (Academic Press, Inc., New York, 4-9. és 236-261. oldalak /1967/) cimü könyvében a szteroid biokonverziókról ad történeti áttekintést, és felsorolja az 1-dehidrogénezéshez ismert és használatos mikroorganizmusokat.Charney, W., and Herzog, H., in Microbial Transformation of Steroids (Academic Press, Inc., New York, pp. 4-9 and 236-261 (1967)) provide a historical overview of steroid bioconversions and list Microorganisms known and used for 1-dehydrogenation.

Yamane, T., Nakatani, H. és munkatársai (Biotechnology and Bioengineering, 21, 2133 /1979/) 4-androsztén-3,17-dion Nocardia rhodocrous mikroorganizmussal történő 1-dehidrogénezésének vizsgálatát végezték el 50% benzol-heptán tartalmú elegyben. Ennek az oldószernek a biokonverziós elegyhez való hozzáadása következtében a reakciósebesség 180-szeresére növekedett. A benzol azonban rákkeltő tulajdonságú. A Nocardia rhodocrous aktivitása szempontjából az előnyös eketron akceptor a fenazin-metoszulfát volt. Ez az elektron akceptor túl drága és instabil ahhoz, hogy a biokonverziós folyamatokban használni lehessen. A Nocardia rhodocrous enzim inaktív volt menadion, (2-metil-l,4-naftokinon), az Arthrobacter simplex baktérium szempontjából kedvező elektron akceptor jelenlétében. A Nocardia rhodocrousban lévő enzim különbözik az A. simplex által termelt enzimtől. A reakció 20% szteroid tartalmú szerves oldószerben játszódott le. Kimutatták, hogy szteroid növekvő koncentrációjával a reakciósebesség csökkent. Az oxigén az 1-dehidrogénezési reakció nélkülözhetetlen eleme. - Az alkalmazott oldószer (50% benzol-heptán) oxigén jelenlétében gyúlékony. Azt, hogy az oxigént hogy vezették be a rendszerbe úgy, hogy a gyulladást elkerüljék, nem ismertették.Yamane, T., Nakatani, H., et al. (Biotechnology and Bioengineering, 21, 2133 (1979)) investigated 1-dehydrogenation of 4-androstene-3,17-dione with Nocardia rhodocrous in 50% benzene-heptane. The addition of this solvent to the bioconversion mixture increased the reaction rate 180-fold. However, benzene has a carcinogenic property. The preferred ecetron acceptor for Nocardia rhodocrous activity was phenazine methosulfate. This electron acceptor is too expensive and unstable to be used in bioconversion processes. Nocardia rhodocrous was inactive in the presence of menadione (2-methyl-1,4-naphthoquinone), an electron acceptor favorable for Arthrobacter simplex. The enzyme in Nocardia rhodocrous is different from the enzyme produced by A. simplex. The reaction was carried out in an organic solvent containing 20% steroid. It has been shown that with increasing concentrations of steroids, the reaction rate is reduced. Oxygen is an essential element of the 1-dehydrogenation reaction. - The solvent used (50% benzene-heptane) is flammable in the presence of oxygen. How oxygen was introduced into the system to prevent inflammation has not been reported.

Somoto, K., Jin, I. és munkatársai (Agricultural Biological Chemistry, 44, 1119-1126 /1980/, a hidrokortizon A. simplex-szel való 1-dehidrogénezését vizsgálták. Két egymással nem elegyedő oldószert, n-butanolt és n-amil-alkoholt használtak, de a biokonverzió nem játszódott le ezeknek az oldószereknek a jelenlétében. Vizoldható oldószereket, például 10% metanoi-viz és 10% propilén-glikol-viz, találtak oldószerként a legmegfelelőbbnek.Somoto, K., Jin, I. et al., Agricultural Biological Chemistry, 44, 1119-1126 (1980), investigated the 1-dehydrogenation of hydrocortisone with A. simplex. Two immiscible solvents, n-butanol and n-butanol. Amyl alcohol was used, but bioconversion did not occur in the presence of these solvents, and water soluble solvents such as 10% methanol and 10% propylene glycol were found to be the most suitable solvents.

Összefoglalóan megállapítható, hogy az ismert irodalmi hivatkozások nem ismertetnek vagy javasolnak találmányunk szerinti javított eljárásokat.In summary, the prior art references do not disclose or suggest improved methods of the present invention.

Találmányunk szerint hővel szárított, a szteroidok 1-dehidrogénezését katalizálni képes mikroorganizmus sejteket alkalmazva az 1,2-telitett szteroidok a megfelelő 1,2— -dehidro-származékká lényegesen jobb konverzióval alakíthatók át, mint az eddigi legjobb irodalmi hivatkozásban ismertetett vizes közegben, exogén elektron akceptor jelenlétében történő reakcióval, aholis a kitermelés a legjobb, a reakciósebesség a leggyorsabb volt.The present invention utilizes heat-dried microorganism cells capable of catalyzing the 1-dehydrogenation of steroids to convert 1,2-saturated steroids to the corresponding 1,2-dehydro derivatives by significantly better conversion than the exogenous electron in the aqueous medium described so far. reaction in the presence of an acceptor, where the yield was best, the reaction rate was the fastest.

A találmányunk szerinti eljárás előnyei az ismert mikrobiológiai szteroid-dehidrogénezési eljárásokkal szemben:Advantages of the process of the present invention over known microbiological steroid dehydrogenation processes:

a) a biokonverzió végtermékében kevesebb az átalakulatlan szteroid,(a) less unconverted steroids in the final product of bioconversion,

b) a reakció nagyobb szteroid koncentráció alkalmazásával hajtható végre,(b) the reaction may be carried out at higher steroid concentrations,

c) fajlagosan kevesebb mikroorganizmus sejt, például A. simplex szükséges a szteroid konverziójához,c) specific microorganism cells, such as A. simplex, are required for the conversion of the steroid,

d) az eljárás a szteroid bán, a mikroorganizmus sejtjeiben vagy a sejtek által a szteroid ból végzett szennyeződésekkel szemben kevésbé érzékeny,(d) the process is less sensitive to contamination by steroid ban, in cells of the micro-organism or by cells in the steroid,

e) a redukció vagy a mikroorganizmus sejtekben jelenlévő szteroid degradáló enzimek teljes eltávolítása nagyobb kitermeléssel valósítható meg.e) reduction or complete elimination of steroid degrading enzymes present in the microorganism cells can be achieved in higher yields.

A találmány szerinti eljáráshoz bármely ismert 1-dehidrogénező mikroorganizmus felhasználható.Any known 1-dehydrogenating microorganism can be used in the process of the invention.

Az l-dehidrogénezó baktériumokat Bergey: Manual of Determinative Biology (8. kiadás) szerint két csoportra oszthatjuk. Az általunk leirt eljárás’ sikeresen alkalmazható az Arthrobacter és Corynebacterium fajokra, és azokra a törzsekre, amelyeket a 17. rész .Actinomycetes és hasonló mikroorganizmusok ’ címszó alatt tárgyal. Más törzsek 1-dehidrogénező fajai, mint a Nocardia, Mycobacterium, Streptomyces és Bacterium is alkalmasak az eljárás megvalósítására.The l-dehydrogenating bacteria can be divided into two groups according to Bergey, Manual of Determinative Biology (8th edition). The method described herein can be successfully applied to Arthrobacter and Corynebacterium species and strains discussed in Part 17, "Actinomycetes and Related Microorganisms". 1-Dehydrogenating species of other strains, such as Nocardia, Mycobacterium, Streptomyces and Bacterium are also suitable for carrying out the process.

Eljárásunkat két, mindenki által hozzáférhető szteroidokat l-dehidrogénezó hatású mikroorganizmuson mutatjuk be. Egyrészt a 3 065 146 számú USA-beli szabadalmi leírásban 1-dehidrogénezöként szereplő Bacterium cyclooxydans-t (ATCC száma 12673) vizsgáltuk. A 2 837 464 számú USA-beli szabadalmi leírásban szereplő Arthrobacter simplex (ATCC száma 6946) mikroorganizmust gyakrabban használják szteroidok 1-dehidrogénezésére. Ezért a leirás legnagyobb részében ezt a mikroorganizmust használjuk a találmány szerinti eljárás ismertetésére. De felhívjuk a figyelmet, hogy bármely 1-dehidrogénező mikroorganizmus alkalmas a találmány szerinti eljárás végrehajtására.Our method is presented on two publicly available steroids on l-dehydrogenating microorganisms. On the one hand, Bacterium cyclooxydans (ATCC No. 12673), a 1-dehydrogenator, was examined in U.S. Patent 3,065,146. The microorganism Arthrobacter simplex (ATCC No. 6946) in U.S. Patent No. 2,837,464 is more commonly used for the 1-dehydrogenation of steroids. Therefore, for the most part, this microorganism is used to describe the process of the invention. However, it is to be noted that any 1-dehydrogenating microorganism is capable of carrying out the process of the invention.

A mikroorganizmusokat a következő öszszetételű táptalajon tenyésztettük:The microorganisms were cultured on the following medium:

a) szervetlen vegyületek (nitrátok vagy ammónium-sók) vagy szerves nitrogén' tartalmú vegyületek (élesztő extraktum, pepton, gabonaáztatólé) a növekedéshez szükséges nitrogén biztosítására,(a) inorganic compounds (nitrates or ammonium salts) or compounds containing organic nitrogen (yeast extract, peptone, cereal broth) to provide the nitrogen needed for growth,

b) szén- és energiaforrások, például szénhidrátok és cukorszármazékok, olaj, zsírsavak és metil-észtereik, alkoholok, aminosavak vagy szerves savak,(b) sources of carbon and energy, such as carbohydrates and sugars, oils, fatty acids and their methyl esters, alcohols, amino acids or organic acids;

c) ionok és nyomelemek (nátrium, kálium, magnézium, foszfát, szulfát, mangánét, réz, kobalt, molibdén) olyan mennyiségben, amely a csapvizben vagy a kevésbé finomított közegként használatos anyagokban található.(c) ions and trace elements (sodium, potassium, magnesium, phosphate, sulphate, manganese, copper, cobalt, molybdenum) in quantities present in tap water or in materials which are less refined.

A mikroorganizmusok növekedésükhöz oxigént igényelnek a felettük lévő légtérben. Az A. simplex növekedéséhez megfelelő hőmérséklet 10-45 °C, előnyösen 28-37 °C. A növekedéshez optimális pH-érték semleges körül van.Microorganisms require oxygen in the air above them to grow. Suitable temperatures for growth of A. simplex are 10-45 ° C, preferably 28-37 ° C. The optimum pH for growth is around neutral.

A sejteket szteroid- 1-dehidrogénezésre úgy aktiváljuk, hogy l,2-telitett-3-keto-szteroidot, például androszta-4-én-3,17-diont vagy. kortizon-acetátot adunk 0,005 t/v%, vagy nagyobb mennyiségben a közeghez. Az indukálószer jelenlétében a sejteket 6 órán keresztül inkubáljuk, majd összegyűjtjük ésThe cells are activated for steroid-1-dehydrogenation by the addition of 1,2-saturated-3-keto steroid, such as androst-4-ene-3,17-dione. cortisone acetate is added in an amount of 0.005% (v / v) or more. In the presence of the inducer, the cells are incubated for 6 hours and then harvested and harvested

I szárítjuk őket.I dry them.

ί Az indukálószer a növekedési ciklus j bármely pontján hozzáadható a mikroorganizí musokhoz. A disznózsír-olajhoz (triglicerideket és szabad zsírsavat tartalmazó olaj) íThe inducer may be added to the microorganisms at any point in the growth cycle. For lard oil (an oil containing triglycerides and free fatty acids)

haeonló táptalajon tenyésztett kultúrák a szteroid-l-dehidrogenázt gyorsan kezdik szintetizálni, mig a glükózon tenyésztett mikroorganizmusok csak a szubsztrátum elfo5 gyász tása után kezdenek enzimet termelni. Az inkubáiást 6 vagy még több órán keresztül folytatjuk az indukálószer hozzáadása után, majd a sejteket begyűjtjük az oldószeres folyamatban való használat vagy szárítás céljából.cultures cultured on similar media begin to synthesize steroid-1-dehydrogenase rapidly, whereas glucose-cultured microorganisms start producing enzymes only after digestion of the substrate. The incubation is continued for 6 hours or more after the inducer is added and the cells are harvested for use in the solvent process or for drying.

A sejteket szárítás céljából elkülönítjük a táptalajtól, és hagyományos módszerek, például centrifugálás, flokkuáltatás, · szűrés vagy ultraszűrés segítségével koncentráljuk őket. Az elválasztott sejteket ezután csökkentett nyomáson 1-85 °C, előnyösen 5575 °C hőmérsékleten meleg levegővel porlasztva, vagy forgatva szárítjuk, amig az anyag nedvességtartalma 1-10%, előnyösen 5% nem lesz. A biokonverzióhoz használt sejteket 5 °C-on tároljuk. Aktív szárított sejteket standard módszerek segítségével állíthatunk elő a szárított sejtek immobilizálásával például úgy, hogy poliakril-amid gélbe zárjuk vagy egy polielektrolit hordozóanyaghoz kollagén vagy kovalens kötéssel kötjük őket (Methods in Enzymology, XLIV. kötet, Academic Press Inc., New York, 11-317. oldal /1976/).The cells are separated from the culture medium for drying and concentrated by conventional methods such as centrifugation, flocculation, filtration or ultrafiltration. The isolated cells are then dried under reduced pressure at 1-85 ° C, preferably 5575 ° C, by spraying or spinning with warm air until the material has a moisture content of 1-10%, preferably 5%. Cells used for bioconversion were stored at 5 ° C. Active dried cells can be prepared by standard methods by immobilizing the dried cells, for example, by encapsulation in a polyacrylamide gel or by collagen or covalent bonding to a polyelectrolyte carrier (Methods in Enzymology, Vol. XLIV, Academic Press Inc., New York, 11- 317 (1976).

A biokonverziót az elkészített sejtek és a szteroid szubsztrát egymásra hatása révén érjük el. Általában a sejteket és a szteroidot egy gyengén pufferolt 6-10, előnyösen 7,258,5 pH-jú vizes közegben szuszpendáljuk. A sejtkoncentráció 0,1-50 g/l, a szteroid és a sejtek tömegaránya 0,05-5. Vizes közegben 810 g/l sejt-, illetve 5-10 g/l szteroidkoncentráció előnyös a biokonverzió végrehajtásához. Katalitikus mennyiségű exogén elekt40 ron átvivő anyagot (például 5 χ 10-4 mól menadiont) is adunk a reakcióelegyhez. Katalizátorként menadiont (2-metil-l,4-naftokinon), fenazin-metoszulfátot, diklór-fenil-indofenolt, 3,4-naftokinont, menadion-biszulfitot, ubiki45 nonokat (Koenzim Q) és K-vitamin típusú vegyületeket használhatunk. Az elegyeket 0-14 napon keresztül 5-45 °C hőmérsékleten inkubáljuk. Az inkubálás alatt az elegyben felesleges mennyiségű molekuláris oxigénnek kell lennie, ezért előnyösen keverjük. Az 1-dehidrogénezés sebessége általában az idővel csökken. A biokonverzió 10 g/l szubsztrát alkalmazásával kevesebb, mint 24 óra alatt 98-100%-os lehet.Bioconversion is achieved by the interaction of the prepared cells with the steroid substrate. In general, the cells and the steroid are suspended in a weakly buffered aqueous medium of pH 6-10, preferably 7.258.5. Cell concentration ranges from 0.1 to 50 g / l, steroid to cell weight ratio from 0.05 to 5. In aqueous media, a cell concentration of 810 g / l or steroid 5-10 g / l is preferred for bioconversion. A catalytic amount of exogenous electron transfer material (e.g., 5 x 10 -4 moles of menadione) is also added to the reaction mixture. The catalysts used include menadione (2-methyl-1,4-naphthoquinone), phenazine methosulfate, dichlorophenylindophenol, 3,4-naphthoquinone, menadione bisulfite, ubiquin45 non (Coenzyme Q) and vitamin K type compounds. The mixtures were incubated for 0-14 days at 5-45 ° C. During the incubation, the mixture must contain an excess of molecular oxygen, so it is advantageous to mix. The rate of 1-dehydrogenation generally decreases with time. Bioconversion using 10 g / L substrate can be 98-100% in less than 24 hours.

Az eljárást a következő módokon hajthatjuk végre:The procedure can be performed in the following ways:

a, A szteroidot és menadiont gyengén pufferolt vizes oldatban szuszpendáljuk, majd a szárított sejteket hozzáadjuk. A Tweewn 8060 hoz hasonló felületaktív anyagok is hozzáadhatok az elegyhez 0-5%_ koncentrációban,a, The steroid and menadione are suspended in a weakly buffered aqueous solution and the dried cells are added. Surfactants similar to Tweewn 8060 can also be added in a concentration of 0-5%,

b) A sejteket vizes pufferoldatban szuszpendáljuk, majd a metanolban, etanolban, acetonban (amely térfogata nem lehet több, mint a végtérfogat 5%-a) oldott elektron átvivő rit anyagot adjuk hozzá.- A ezteroid szubsztrátot porként vagy vízzel elegyedő szerves oldószerben (például dimetil-formamidban, etanolban, metanolban, acetonban, dimetil-szulfoxidban) vagy vizzel nem elegyedő szerves oldószerben (például toluolban) oldva vagy szuszpendálva adjuk hozzá.b) The cells are suspended in an aqueous buffer solution and then electron transfer soluble in methanol, ethanol, acetone (not more than 5% of the final volume) is added. in dimethylformamide, ethanol, methanol, acetone, dimethyl sulfoxide) or in a water immiscible organic solvent (such as toluene).

c) A száraz sejteket kis mennyiségű pufferban rehidratáljuk további puffer vagy szerves oldószer hozzáadásával. A végleges 0-95% (tf/tf) eléréséhez etanolt, acetont, xilolt, butil-acetátot, metilén-kloridot vagy toluolt adunk hozzá. A használt aromás szénhidrogén mennyisége a legjobban oldódó szteroid feloldásához szükséges oldószer felétől a legkevésbé oldódó szteroid oldásához szükséges oldószer négyszerese között változhat. A reakció megindításához elektron átvivő anyagot és szteroidot adunk a reakcióelegyhez. Az aromás szénhodrogént előnyösen a szteroiddal együtt adjuk az elegyhez, bár ez egy korábbi vagy későbbi időpontban is megtörténhet.c) Rehydrate the dry cells in a small amount of buffer by adding additional buffer or organic solvent. Ethanol, acetone, xylene, butyl acetate, methylene chloride or toluene are added to give a final 0-95% (v / v). The amount of aromatic hydrocarbon used may vary from half of the solvent needed to dissolve the most soluble steroid to four times the solvent needed to dissolve the least soluble steroid. To initiate the reaction, an electron transfer agent and a steroid are added to the reaction mixture. The aromatic carbon hydrogene is preferably added with the steroid, although this may occur at an earlier or later time.

d) A nedves sejttömeget szuszpendáljuk vagy a fermentációs levet hígítjuk gyengén pufferolt vizes oldattal, majd egy exogén elektron átvivő anyagot, a szteroidot és egy aromás szénhidrogént adunk hozzá.d) The wet cell mass is suspended or the fermentation broth diluted with weakly buffered aqueous solution and an exogenous electron transfer agent, steroid and aromatic hydrocarbon are added.

A találmány szerinti reakcióban használható vegyületek a S-keto-a^-androsztén és a 3-keto-a4-pregnén típusú szteroidokhoz tartoznak. A szteroid-1-dehidrogenáz szubsztrétjai az A gyűrű 1-es és 2-es szénatomja között telítettek, és az A gyűrű 3-as helyzetében hidroxil- vagy ketocsoportot tartalmaznak. Az androsztén-tipusü vegyületek közé az alábbiak tartoznak:The compounds useful in the reaction according to the invention belong to the steroids S-keto-α-androstene and 3-keto-α 4 -pregnene. The substrates of steroid 1-dehydrogenase are saturated between ring 1 and ring 2 carbon atoms and contain a hydroxyl or keto group at the 3-position of ring A. The androstene type compounds include:

1) androszta-4-én-3,17-dion,1) androst-4-ene-3,17-dione,

2) androszta-4,9(ll)-dién-3,17-dion és ezek2) androst-4,9 (II) -diene-3,17-dione and these

6-alfa-fluor-, 6-alfa-metil- vagy 16-metil-származékai,6-alpha-fluoro, 6-alpha-methyl or 16-methyl,

3) ll-béta-hidroxi-androszta-4-én-3,17-dion3) 11-beta-hydroxyandrost-4-ene-3,17-dione

-és származékai.and its derivatives.

A felhasználható S-keto-a^pregnén-tipusú vegyületek közé. az alábbiak tartoznak:Useful compounds include S-keto-α-pregnene compounds. include:

1) 17-alfa-hidroxi-pregn-4-én-20-in-3-on és 16-metil-származékai,1) 17-alpha-hydroxypregn-4-ene-20-yn-3-one and its 16-methyl derivatives,

2) ll-béta,21-dihidroxi-pregn-4,17(20)-dién-3-on és 6-alfa-metil-származékai,2) 11-beta, 21-dihydroxypregn-4,17 (20)-dien-3-one and 6-alpha-methyl derivatives,

3) 20-klór-pregn-4,9( 11), 17(20)- trién-21-al-3-on,3) 20-chloro-pregn-4,9 (11), 17 (20) triene-21-al-3-one,

4) a S^ö-diketo-a^-pregnének számos csoportja, vagyis4) a number of groups of S ?, diketo-a? -Pregnene, i.e.

a) 11,17,21-trihidroxi-vegyületek, mint például a hidrokortizon és(a) 11,17,21-trihydroxy compounds such as hydrocortisone and

6-alfa-metil-származéka,6-alpha-methyl derivative,

b) 9-béta,ll-béta-epoxi-17,21-vegyületek, mint például a 9-béta, ll-béta-epoxi-17,21-dihidroxi-15-béta-metil-pregn-4-én-3,20-dion,b) 9-beta, 11-beta-epoxy-17,21 compounds such as 9-beta, 11-beta-epoxy-17,21-dihydroxy-15-beta-methyl-pregn-4-ene-3 , 20-dione,

c) 3,20-diketo-4,9(ll)-pergén-diének, mint például a 17-alfa,21-dihidroxi-pregn-4,9111 )-dién-3,20-dion és ennek 16-alfa-metil-, 16-béta-metil- vagy 16-alfa-hidroxi-származékai vagy 17-alfa-acetát-észtere,c) 3,20-diketo-4,9 (11) -pergene dienes such as 17-alpha, 21-dihydroxypregn-4,9111) diene-3,20-dione and 16-alpha- methyl, 16-beta-methyl or 16-alpha-hydroxy derivatives or 17-alpha-acetate ester,

d) 3,20-diketo-4,9(ll)-, 4,9(11),16-pregnén-triének, mint például ad) 3,20-diketo-4,9 (II) -, 4,9 (11), 16-pregnene trienes such as

21-hidroxi-pregn-4,9(ll),16-trién-3,20-dion és ennek 6-alfa-fluor-származéka.21-hydroxypregn-4,9 (II), 16-triene-3,20-dione and its 6-alpha-fluoro derivative.

A 21-es helyzetben hidroxil-csoportot tartalmazó 2. és 4. pont alatti szteroidok 2110 -észter származékai szintén alkalmazhatók szubsztrátként. Az előnyös 21-észterek az alacsonyabb szénatomszámú zsírsavakhoz hasonló alacsonyabb szénatomszámú alkil- vagy aril-csoportokat tartalmaznak, például ecetsa15 vat vagy monociklikus karbonsavat, például benzoesavat.The 2110-ester derivatives of steroids containing the hydroxyl group at positions 21 and 21 can also be used as substrates. Preferred 21-esters contain lower alkyl or aryl groups such as acetic acid or a monocyclic carboxylic acid such as benzoic acid, such as lower fatty acids.

A biokonverzió terméke és az át nem alakult szubsztrát szokványos módszerekkel választható el a keverékből. A szteroidokat általában szűréssel, majd a szűrön maradt lepény szerves oldószerrel, mint például acetonnal vagy metilén-kloriddal való extrakciójával választják el. Egy másik alternatív módszer az, hgy az egész biokonverziós ke25 veréket egy vizzel nem elegyedő szerves oldószerrel, mint például butil-acetáttal vagy metilén-kloriddal extrahálják, majd a terméket a szerves oldószerből különítik el.The bioconversion product and the unmodified substrate may be separated from the mixture by conventional means. The steroids are usually isolated by filtration followed by extraction of the cake remaining on the filter with an organic solvent such as acetone or methylene chloride. Alternatively, the whole bioconversion mixture is extracted with a water immiscible organic solvent such as butyl acetate or methylene chloride and the product is separated from the organic solvent.

A találmány szerinti eljárást az alábbi példákkal illusztráljuk, anélkül azonban, hogy a találmányt a példákra korlátoznánk. A példák is bizonyítják, hogy a találmány szerinti eljárás sokkal jobb az irodalomból ismert eljárásoknál. A biokonverziókat a fenti35 ekben részletezett körülmények között hajtottuk végre.The following examples illustrate the process of the present invention, but are not intended to limit the invention thereto. The examples also prove that the process of the invention is much better than the methods known in the literature. Bioconversion was performed under the conditions detailed above.

1. példaExample 1

Szárított sejtek előállításaPreparation of dried cells

6-6 g/1 keményitőcukrot, peptont és kukoricalekvárt tartalmazó (pH = 7,0) rázólom45 bikokba Bacterium cyclooxydans-t (ATCC 12673) oltottunk. A kultúrákat 28 °C hőmérsékleten egy rotarázögépen inkubáltuk, amíg glükóz kimerülés nem lépett fel. Ekkor 0,5 g/1 kortizon-acetátot adtunk hozzá, és a lombikot további 16 órán keresztül inkubáltuk. A sejteket centrifugálással nyertük ki, kétszer vizzel mostuk, majd csökkentett nyomáson 45 °C hőmérsékleten megszáritottuk.Bacterium cyclooxydans (ATCC 12673) was inoculated into 6-6 g / l starch sugar, peptone and corn jam (pH 7.0) shaking bulls. The cultures were incubated at 28 ° C on a rotary shaker until glucose depletion occurred. At this time, 0.5 g / l of cortisone acetate was added and the flask was incubated for an additional 16 hours. Cells were harvested by centrifugation, washed twice with water, and dried under reduced pressure at 45 ° C.

6-alfa-metil-kortizon biokonverziójaBioconversion of 6-alpha-methyl-cortisone

A fenti módon előállított sejtekből fél grammot 50 ml 50 mmólos foszfát pufferben (pH = 7,5) rehidráltunk keverés közben. A sejtszuszpenzióhoz etanolos oldatban (8,6 mg/1 etanol) menadiont adtunk 0,025 ml/50 ml arányban. A szubsztrátot dimetil-formamidban (DMF) oldva (100 mg 6-alfa-metil-hidrokortizon/ml DMF) adtuk a végső 0,5 g/1 koncentrációjú biokonverziós elegy5 hez. A keveréket 28 °C hőmérsékleten inkubáltuk keverés mellett. 4 órai inkubálás után 91% szteroid alakult át. A 6-alfa-metil-prednizolont szokásos módszerekkel választottuk el.Half grams of the cells prepared above were rehydrated in 50 ml 50 mM phosphate buffer pH 7.5 with mixing. To the cell suspension was added menadione in 0.025 ml / 50 ml in ethanol solution (8.6 mg / l ethanol). The substrate, dissolved in dimethylformamide (DMF) (100 mg 6-alpha-methylhydrocortisone / ml DMF) was added to the final bioconversion mixture at 0.5 g / l. The mixture was incubated at 28 ° C with stirring. After 4 hours of incubation, 91% of the steroids were converted. 6-alpha-methyl-prednisolone was isolated by conventional methods.

2. példaExample 2

Androszta-l,4-9(ll)-trién-3,l 7-dion előállításaPreparation of Androsta-1,4-9 (II) -triene-3,17-dione

a) A biokatalizátor előállítása(a) Production of the biocatalyst

6-6 g/1 glükózt, kukoricalekvárt és porlasztva szárított zsiremúlziöt tartalmazó rázólombikokban Arthrobacter simplex (ATCC 6946) mikroorganizmust tenyésztettünk. A kultúrákat 28 °C hőmérsékleten rotációs rázóban addig inkubáltuk, amig glükóz kimerülést nem észleltünk. Ekkor kortizon-acetátot (0,15 g/1) adtunk az elegyhez, hogy megindítsuk a szteroid-1-dehidrogenáz szintézist. Egy éjszakai inkubálás után a sejteket centrifugálással gyűjtöttük össze. A sejt pelleteket 55 °C hőmérsékleten alacsony nyomáson 24 órán át szárítottuk. 24 órával később a száraz anyagot egy légmentesen záródó tartályba tettük és 5 °C hőmérsékleten tároltuk, amig a biokonverzióhoz fel nem használtuk.Shake flasks containing 6-6 g / l glucose, corn jam and spray-dried lipid emulsion were cultured with Arthrobacter simplex (ATCC 6946). Cultures were incubated at 28 ° C in a rotary shaker until glucose depletion was observed. Cortisone acetate (0.15 g / L) was then added to initiate steroid-1-dehydrogenase synthesis. After overnight incubation, cells were harvested by centrifugation. Cell pellets were dried at 55 ° C under low pressure for 24 hours. 24 hours later, the dry material was placed in an airtight container and stored at 5 ° C until used for bioconversion.

b) Az androszta-4,9(ll)-dién-3,17-dion biokon verziója g/1 szárított sejtet 50 mmólos,b) Bioconversion of androst-4,9 (II) -diene-3,17-dione in g / l of dried cell is 50 mM,

7,5 pH-jú foszfát pufferben rehidratáltunk keverés közben 30 percen keresztül. Ezután annyi menadiont adtunk a sejtszuszpenzióhoz száraz por formájában, amennyi a végső 86 mg/1 koncentráció eléréséhez szükséges. A mikronizált androszta-4,9(ll)-dién-3,17-diont dimetil-formamidban szuszpendáltuk és 2,5 g szteroid/1, illetve 2% (tf/tf) dimetil-formamid koncentráció eléréséig adagoltuk a reakcióelegyhez. A keveréket 31 °C hőmérsékleten mozgatás mellett levegő jelenlétében 24 órán keresztül keverve inkubáltuk. Az inkubáció befejezése után az androszta-l,4,9(ll)-trién-3,17-diont szokásos módszerekkel választottuk el.Phosphate pH 7.5 was rehydrated with stirring for 30 minutes. Thereafter, the amount of menadione in the form of a dry powder was added to the cell suspension as needed to reach a final concentration of 86 mg / L. The micronized androst-4,9 (II) -diene-3,17-dione was suspended in dimethylformamide and added to the reaction mixture to give 2.5 g of steroid / l and 2% (v / v) dimethylformamide. The mixture was incubated at 31 ° C with stirring in the presence of air for 24 hours. After completion of the incubation, androst-1,4,9 (II) -triene-3,17-dione was isolated by conventional methods.

3. példaExample 3

A következő vegyületeket alakítottuk át 1,2-dehidro-származékaikká A. simplex mikroorganizmus segítségével:The following compounds were converted to their 1,2-dehydro derivatives using A. simplex:

1. androszta-4-én-3,17-díon1st androsta-4-on-3,17-prize

2. 6-alfa-f luor-androszta-4,9 (11) - d ié n-3,17 -dión2. 6-alpha-fluoro-androst-4,9 (11) - di-3,17-di

3. 6-alfa-metil-androszta-4,9(ll)-dién-3,17-dion3. 6-alpha-methyl-androst-4,9 (11) -diene-3,17-dione

4. 16-béta-metil-androszta-4,9(ll)-dién-3,17-dion4. 16-beta-methyl-androst-4,9 (11) -diene-3,17-dione

5. 17-alfa-hidroxi-pregn-4-én-20-in-3-on5. 17-alpha-hydroxy-pregn-4-ene-20-yn-3-one

6. 17-alfa-hidroxi-pregn-4,9(ll)-dién-20-in-3-on6. 17-alpha-hydroxy-pregn-4,9 (11) -dien-20-yn-3-one

7. 17-alfa-hidroxi-16-béta-metil-pregn-4,9-(11 ,-dién-20-in-3-on ;8. 11-béta, 21-dihidroxi-pregn-4,17(20)-dién-3-on7. 17-alpha-hydroxy-16-beta-methyl-pregn-4,9- (11,11-diene-20-yn-3-one; 8,11-beta, 21-dihydroxy-pregn-4,17 ( 20) -diene-3-one

9. 21-acetoxi-ll-béta-hidroxi-pergn-4,17-(20)-dién-3-on9. 21-Acetoxy-11-beta-hydroxy-pergn-4,17- (20)-dien-3-one

10. 6-alfa-metil-ll-béta,21-dihidroxi-pregn-3,17(20)-dién-3-on10. 6-alpha-methyl-11-beta, 21-dihydroxy-pregn-3,17 (20)-dien-3-one

11. 20-klór-pr egn-3,9( 11, ,17 (20 )-trién-21-al-3-on11. 20-Chloro-pren-3,9 (11,17 (20) -triene-21-al-3-one)

12. hidrokortizon12. hydrocortisone

13. 6-alfa-metil-hidrokortizon13. 6-alpha-methylhydrocortisone

14. 21-acetoxi-ll-béta,17-dihidroxi-16-béta-metil-pregn-4-én-3,20-dion14. 21-Acetoxy-11-beta, 17-dihydroxy-16-beta-methyl-pregn-4-ene-3,20-dione

15. 21-acetoxi-9-alfa-fluor-ll-béta,17-dihidroxi-16-béta-metil-pregn-4-én-3,20-dion15. 21-Acetoxy-9-alpha-fluoro-11-beta, 17-dihydroxy-16-beta-methyl-pregn-4-ene-3,20-dione

16. 21-acetoxi-9-béta,ll-béta-epoxi-17-hidroxi-16-béta-metil-pregn-4-én-3,20-dion16. 21-Acetoxy-9-beta, 11-beta-epoxy-17-hydroxy-16-beta-methyl-pregn-4-ene-3,20-dione

17. 21-acetoxi-17-hidroxi-pregn-4,9(ll)-dién-3,20-dion17. 21-Acetoxy-17-hydroxy-pregn-4,9 (11)-diene-3,20-dione

18. 21-acetoxi-16-alfa,17-dihidroxi-pregn-4,9(ll)-dién-3,20-dion18. 21-Acetoxy-16-alpha, 17-dihydroxy-pregn-4,9 (II)-diene-3,20-dione

19. 21-acetoxi-17-hidroxi-16-alfa-metil-pregn-4,9( 11 )-dién-3,20-dion19. 21-Acetoxy-17-hydroxy-16-alpha-methyl-pregn-4,9 (11)-diene-3,20-dione

20. 21-benzil-oxi-17-hidroxi-16-béta-metil-pregn-4,9(ll )-dién-3,20-dion20. 21-Benzyloxy-17-hydroxy-16-beta-methyl-pregn-4,9 (II)-diene-3,20-dione

21. 21-acetoxi-17-hidroxi-16-béta-metil-pregn-4,9(ll)-dién-3,20-dion21. 21-Acetoxy-17-hydroxy-16-beta-methyl-pregn-4,9 (II)-diene-3,20-dione

22. 21-acetoxi-pregn-4,9( 11),16(17 )-trién-3,20-dion22. 21-Acetoxy-pregn-4,9 (11), 16 (17) -triene-3,20-dione

23. 21-acetoxi-6-alfa-f luor-pregn-4,9 (11),16-trién-3,20-dion.23. 21-Acetoxy-6-alpha-fluoro-pregn-4,9 (11), 16-triene-3,20-dione.

A konverzióban a következő termékek keletkeztek:The conversion resulted in the following products:

la androszta-l,4-dién-3,17-dionandrosta-1,4-diene-3,17-dione

2a 6-alfa-f luor-androszta-l,4,9(ll)-trién-3,17-dion2a 6-alpha-fluoro-androsta-1,4,9 (II) -triene-3,17-dione

3a 6-alfa-me til-androszta-1,4,9( ll)-trién-3,17-dion3α 6-alpha-methyl-androsta-1,4,9 (II) -triene-3,17-dione

4a 16-béta-metil-androszta-l,4,9(ll)-trién-3,17-dion4a 16-Beta-Methyl Androsta-1,4,9 (II) -triene-3,17-dione

5a 17-aifa-hidroxi-pregn-l,4-dién-20-in-3-on5α-17-alpha-hydroxy-pregn-1,4-diene-20-yn-3-one

6a 17-alfa-hidroxi-pregn-1,4-9(1 l)-trién-20-in-3-on6α 17-alpha-hydroxypregn-1,4-9 (11L) -trien-20-yn-3-one

7a 17-alfa-hidroxi-16-béta-metil-pregn-l,4-9(11 )-trién-20-in-3-on7a 17-alpha-hydroxy-16-beta-methyl-pregn-1,4-9 (11) -trien-20-yn-3-one

8a 11-béta,21-dihidroxi-pregn-l,4,17(20 ,-trién-3-on8α, 11β-beta, 21-dihydroxypregn-1,4,17 (20, -trien-3-one

9a 21-acetoxi-ll-béta-hidroxi-pregn-l,4,17-(20)-trién-3-on és 11-béta,21-dihidroxi-pregn-l,4,17(20)-trién-3-on9a-21-acetoxy-11-beta-hydroxypregn-1,4,17- (20) -trien-3-one and 11-beta, 21-dihydroxypregn-1,4,17 (20) -triene- 3-one

10a 6-aifa-metil-ll-béta,21-dihidroxi-pregn-l,4,17(20)-trién-3-on10α-6-alpha-methyl-11-beta, 21-dihydroxy-pregn-1,4,17 (20) -trien-3-one

11a 20-klór-pregn-l,4,9(ll),17(20)-tetraén-21-al-3-on11a 20-Chloro-pregn-1,4,9 (11), 17 (20) -tetraen-21-al-3-one

12a prednizolon12a prednisolone

13a 6-alfa-metil-prednizolon13a 6-alpha-methyl-prednisolone

14a 21-acetoxi-ll-beta,17-dihidroxi-16-béta-metil-pregn-l,4-dién-3,20-dion és 11-béta,17,21-trihidroxi-16-béta-metil-pregn-l,4-dién-3,20-dion14a 21-acetoxy-11-beta, 17-dihydroxy-16-beta-methyl-pregn-1,4-diene-3,20-dione and 11-beta, 17,21-trihydroxy-16-beta-methyl-pregn. l, 4-diene-3,20-dione

-510-510

15a 21-acetoxi-9-alfa-fluor-ll-béta,17-dihidroxi-16-béta-metil-pregn-l,4-dién-3,20-dion és 9-alfa-fluor-ll-béta,17,21-trihidroxi-16-béta-metil-pregn-l,4-dién-3,20-dion15a 21-acetoxy-9-alpha-fluoro-11-beta, 17-dihydroxy-16-beta-methyl-pregn-1,4-diene-3,20-dione and 9-alpha-fluoro-11-beta, , 21-trihydroxy-16-beta-methyl-pregn-l, 4-diene-3,20-dione

16a 21-acetoxi-9-béta,ll-béta-epoxi-17-hidroxi-16-béta-metil-pregn-l,4-dién-3,20-dion és 9-béta,ll-béta-epoxi-17,21-dihidroxi-16-béta-metil-pregn-l,4-dién-3,20-dion16α 21-Acetoxy-9-beta, 11-beta-epoxy-17-hydroxy-16-beta-methyl-pregn-1,4-diene-3,20-dione and 9-beta, 11-beta-epoxy-17 , 21-dihydroxy-16-beta-methyl-pregn-l, 4-diene-3,20-dione

17a 21-acetoxi-17-hidroxi-pregn-1,4,9(11)—17α-21-acetoxy-17-hydroxy-pregn-1,4,9 (11) -

-trién-3,20-dion és 17,21-dihidroxi-pregn-l,4,9(ll)-trién-3,20-dion-triene-3,20-dione and 17,21-dihydroxypregn-1,4,9 (11) -triene-3,20-dione

18a 21-acetoxi-16-alfa,17-dihidroxi-pregn-l,4,9(ll)-trién-3,20-dion _ és 16-alfa,17,21-trihidroxi-pergn-l,4,9(ll)-trién-3,20-dion18a 21-acetoxy-16 alpha, 17-dihydroxypregn-1,4,9 (11) -triene-3,20-dione and 16 alpha, 17,21-trihydroxypergn-1,4,9 (ll) -triene-3,20-dione

19a 21-acetoxi-7-hidroxi-16-alfa-metil-pregn-l,4,9(ll)-trién-3,20-dion és 17,21-dihi d r oxi-16-alf a-m e til-pr e g η-1,4,9 (11) - tr ién-3,20-dion19a 21-Acetoxy-7-hydroxy-16-alpha-methyl-pregn-1,4,9 (11) -triene-3,20-dione and 17,21-dihydroxy-16-alpha-methyl-pr eg η-1,4,9 (11) - trene-3,20-dione

20a 21-benzil-oxi-17-hidroxi-16-béta-metil- pr e g η-1,4,9 (11)-tr ié n-3,20-d io n20a 21-Benzyloxy-17-hydroxy-16-beta-methyl-pr e g η-1,4,9 (11) -trin-3,20-dioxo

21a 21-acetoxi-17-hidroxi-16-béta-metil-pregn-l,4,9(ll)-trién-3,20-dion és21a 21-acetoxy-17-hydroxy-16-beta-methyl-pregn-1,4,9 (11) -triene-3,20-dione and

17,21-dihidroxi-16-béta-metil-pregn-l,4,9(ll)-trién-3,20-dion17,21-dihydroxy-16-beta-methyl-pregn-l, 4,9 (ll) -triene-3,20-dione

22a 21-acetoxi-pregn-l ,4,9( 11 ),16-tetraén5 -3,20-dion és 21-hidroxi-pregn-l,4,9-(ll),16-tetraén,3,20-dion22a 21-acetoxypregn-1,4,9 (11), 16-tetraene 5 -3,20-dione and 21-hydroxypregn-1,4,9- (11), 16-tetraene 3,20- dion

23a 21-acetoxi-6-alfa-fluor-pregn-l,4,9-(ll),16-tetraén-3,20-diqn és 6-alfa-fluor-21-hidroxi-pregn-1,4,9( 11),16- tet10 raén-3,20-dion.23α-21-acetoxy-6-alpha-fluoro-pregn-1,4,9 (11), 16-tetraene-3,20-di and 6-alpha-fluoro-21-hydroxy-pregn-1,4,9 (11), 16-tet10 Rene-3,20-dione.

4. példaExample 4

A fermentlében lévő A. simplex és a szárított A. simplex sejtekkel két különböző szteroidot alakítottunk át. Miután mindegyik biokonverziót befejezettnek tekintettük (amit a maradék szubsztrátum szint csökkenésének megállása jelzett), a keverékben lévő szteroidot extraháltuk és elkülönítettük, hogy mindkét eljárás jellemző körülményeit megkapjuk. A következő táblázat ezeket az eredményeket összegzi.Two different steroids were transformed with A. simplex and dried A. simplex cells in the fermentation broth. After each bioconversion was considered complete (indicated by the stop of residual substrate level reduction), the steroid in the mixture was extracted and isolated to give the typical conditions of both processes. The following table summarizes these results.

A különböző típusú biokonverziók kapott kitermelések összehasonlításaComparison of yields of different types of bioconversions

Szubsztrá- tum Szubsztrá- tum A biokonverzió fajtája Kind of bioconversion A hasznos szteroid kitermelése (56) (a) Useful steroid recovery (56) (a) % Δ* vegyület % Δ * compound % maradék % remaining Megjegy- zés remarks ing (I) képletű Of formula (I) fermentáció fermentation 77.2 1. generáció 77.2 1st Generation 2.6 2.6 87.4 87.4 gyenge 1-de- weak 1-de- vegyület compound 4- 2.8 2. generáció 4- 2.8 2nd Generation 10.4 10.4 83.6 83.6 hidrogénezés hydrogenation 10 g/1 10 g / l szárított sejt dried cell 82.6 1. generáció + 9.9 2. generáció · 82.6 1st Generation + 9.9 2nd Generation · 100.0 95.0 100.0 95.0 5.0 5.0 (II) képletű vegyület Compound of Formula II fermentáció fermentation 18.1 1. generáció 2. generációt nem kaptunk 18.1 1st Generation Generation 2 was not received 59.1 59.1 40.9 40.9 (b) (B) Et g/1 Et g / l szárított sejt dried cell 79.6 1. generáció 2. generációt nem kaptunk 79.6 1st Generation 2nd generation we did not get 97.8 97.8 2.1 2.1

(a) = A hasznos szteroidot vagy Δ* vegyűletként alkalmazzuk további szintézisekben, vagy egy másik biokonverzióba tápláljuk vissza, mint 1,2-dihidro-szubsztrátumot az adott termék előállításához.(a) = The useful steroid is either used as a Δ * compound in further syntheses or is fed back to another bioconversion as a 1,2-dihydro substrate to produce the particular product.

(b) = Más nemkívánatos szteroid molekulák jelentékeny mennyiségét is kinyertük.(b) = Significant amounts of other undesirable steroid molecules were also recovered.

5. példaExample 5

Arthrobacter simplex baktériumot tenyésztettünk egy 5 literes .MicrofernT fermentorban, szteroid-l-dehidrogenáz szintézisre indukáltuk, és centrifugálással gyüj- 60 töttük össze. A kapott sejtpaszta részleteit két különböző eljárásban használtuk fel. Az elsó eljárás során a sejteket csökkentett nyomáson 55 °C hőmérsékleten megszorítottuk. A második eljárás során a 3 360 439 65 számú USA-beli szabadalmi leirás által javasolt módszert használtuk, amikoris a sejteket acetonnal szárítottuk meg. A sejteket acetonnal kevertük össze, és csökkentett nyomáson 5 °C hőmérsékleten megszárítottuk. A megszáritott sejtkészitményeket ezután A9ill-andiOsztén-dion biokonverzió jához használtuk fel, úgy, hogy a konverziós elegyben a sejtkoncentráció 10 g/1, a szteroidkoncentráció 10 g/1 volt.Arthrobacter simplex was cultured in a 5-liter .MicrofernT fermenter, induced for steroid-1-dehydrogenase synthesis, and harvested by centrifugation. The details of the cell paste obtained were used in two different methods. In the first procedure, the cells were pressurized under reduced pressure at 55 ° C. The second procedure utilized the method proposed in U.S. Patent No. 3,360,439,665, wherein the cells were dried with acetone. The cells were mixed with acetone and dried under reduced pressure at 5 ° C. The dried sejtkészitményeket was then used for the bioconversion of 9ill -androstane-dione, so that the conversion of the mixture of cell concentration was 10 g / 1, the steroid concentration of 10 g / 1st

-612-612

A különféle .módszerekkel szárított A. simplex sejtek biokonverziós aktivitásának összehasonlításaComparison of bioconversion activity of A. simplex cells dried by various methods

Sejttípus cell Type A mérés ideje (óra) Time of measurement (hours) % maradék szubsztrát % remaining substrate Biokonverziós aktivitás (+) képződött termék g Bioconversion Activity (+) Product formed g

óra/g sejthours / g cell

Acetonnal acetone 1 1 98.7 98.7 0.013 0013 szárított dried 4 4 95.5 95.5 0.011 0011 24 24 84.1* 84.1 * 0.007 0007 Hővel szá- Heat count 1 1 85.1 85.1 0.149 0149 rított powdered 4 4 23.2 23.2 0.192 0192 24 24 7.2* 7.2 * 0.039 0039

(+) = A biokonverziós aktivitást a következő módon számítottuk ki:(+) = Bioconversion activity was calculated as follows:

% képződött termék x kiindulási szubsztrát% product formed x starting substrate

- = g képződött termék= g of product formed

100 képződött termék (g) /inkubálási idő (h)/ hozzáadott sejt (g) = aktivitás (*) = A maradék anyag szintje további inkubálás hatására nem csökken.100 products formed (g) / incubation time (h) / cell added (g) = activity (*) = Residual levels are not reduced by further incubation.

6. példaExample 6

Az 1. példában szereplő 6-alfa-metil-hidrokortizont vagy a 2. példában szereplő androszta-4,9(ll)-dién-3,17-diont a megfelelő szubsztártumokkal helyettesítve a következő termékeket kaptuk.The 6-alpha-methylhydrocortisone of Example 1 or the androst-4,9 (II)-diene-3,17-dione of Example 2 were substituted with the corresponding substituents to give the following products.

Szubsztrátumok:substrates:

1. 21-acetoxi-9-alfa-fluor-ll-béta,16-alfa,17-trihidroxi-pregn-4-én-3,20-dion1. 21-Acetoxy-9-alpha-fluoro-11-beta, 16-alpha, 17-trihydroxy-pregn-4-ene-3,20-dione

2. 21-acetoxi-6-alfa,9-alf a. dif uor-11- béta, 16-alfa,17-trihidroxi-pregn-4-én-3,20-dion-16,17-acetonid2. 21-Acetoxy-6-alpha, 9-alpha. difluoro-11-beta, 16-alpha, 17-trihydroxy-pregn-4-ene-3,20-dione-16,17-acetonide

3. 21-acetoxi-6-alfa-fluor-ll-béta-hidroxi-16-alfa-metil-pregn-4-én-3,20-dion3. 21-Acetoxy-6-alpha-fluoro-11-beta-hydroxy-16-alpha-methyl-pregn-4-ene-3,20-dione

4. 21-acetoxi-6-alfa-fluor-ll-béta,17-hidroxi-pregn-4-én-3,20-dion4. 21-Acetoxy-6-alpha-fluoro-11-beta, 17-hydroxy-pregn-4-ene-3,20-dione

5. 21-acetoxi-6-alfa,9-alfa-difluor-ll-béta,17-dihidroxi-16-metil-pregn-4-én-3,20-dion5. 21-Acetoxy-6-alpha, 9-alpha-difluoro-11-beta, 17-dihydroxy-16-methyl-pregn-4-ene-3,20-dione

6. 21-acetoxi-9-alfa-fluor-ll-béta,16-alfa,17-trihidroxi-pregn-4-én-3,20-dion-16,17-acetonid6. 21-Acetoxy-9-alpha-fluoro-11beta, 16-alpha, 17-trihydroxypregn-4-ene-3,20-dione-16,17-acetonide

7. 21-acetoxi-9-béta,ll-béta-epoxi-6-alfa-fluor-16-alfa,17-dihidroxi-pregn-4-én-3,20-dion-16,17-acetonid7. 21-Acetoxy-9-beta, 11-beta-epoxy-6-alpha-fluoro-16-alpha, 17-dihydroxy-pregn-4-ene-3,20-dione-16,17-acetonide

8. 21-acetoxi-9-béta,ll-béta-epoxi-16-alfa-hidroxi-pregn-4-én-3,20-dion8. 21-Acetoxy-9-beta, 11-beta-epoxy-16-alpha-hydroxy-pregn-4-ene-3,20-dione

9. 21-acetoxi-9- béta, 11- béta-e poxi-16-alfa,17-dihídroxi-pregn-4-én-3,20-dion-16,17-acetonid.9. 21-Acetoxy-9-beta, 11-beta-epoxy-16-alpha, 17-dihydroxy-pregn-4-ene-3,20-dione-16,17-acetonide.

Termékek:Products:

1. 21-acetoxi-9-alfa-fluor-ll-béta,16-alfa,17-trihidroxi-pregn-l,4-dién-3,20-dion és 9-alfa-fluor-ll-béta,16-alfa,17,21-tetrahidroxi-pregn-l,4-dién-3,20-dion1. 21-Acetoxy-9-alpha-fluoro-11-beta, 16-alpha, 17-trihydroxy-pregn-1,4-diene-3,20-dione and 9-alpha-fluoro-11-beta, 16- alpha, 17,21-tetrahydroxy-ene-l, 4-diene-3,20-dione

2. 21-ace toxi-6-alf a,9-alfa-dif luor-11- bé4Q ta,16-alfa,17-trihidroxi-pregn-l,4-dién-3,20-dion-16,17-acetonid és 6-alfa,9-alfa-fluor-ll-béta,16-alfa,17,21-tetrahidroxi-pregn-l,4-dién-3,20-dion-16,17-acetonid2. 21-Acetoxy-6-alpha, 9-alpha-difluoro-11-beta-4α, 16-alpha, 17-trihydroxypregn-1,4-diene-3,20-dione-16,17- acetonide and 6-alpha, 9-alpha-fluoro-11beta, 16-alpha, 17,21-tetrahydroxypregn-1,4-diene-3,20-dione-16,17-acetonide

3. 21-acetoxi-6-alfa-fluor-ll-béta-hidroxi-16-alfa-metil-pregn-l,4-dién-3,20-dion és 6-alfa-fluor-ll-béta,21-dihidroxi-16-alfa-metil-pregn-l,4-dién-3,20-dion3. 21-Acetoxy-6-alpha-fluoro-11-beta-hydroxy-16-alpha-methyl-pregn-1,4-diene-3,20-dione and 6-alpha-fluoro-11-beta, 21- dihydroxy-16-alpha-methyl-pregn-l, 4-diene-3,20-dione

4. 21-acetoxi-6-alfa-fluor-ll-béta,17-di50 hidroxi-pregn-l,4-dién-3,20-dion és 6-alfa-fluor-ll-béta,17,21-trihidroxi-l,4-dién-3,20-dion4. 21-Acetoxy-6-alpha-fluoro-11-beta, 17-di50-hydroxy-pregn-1,4-diene-3,20-dione and 6-alpha-fluoro-11-beta, 17,21-trihydroxy. l, 4-diene-3,20-dione

5. 21-acetoxi-6-alfa,9-alfa-difluor-ll-béta,17-dihidroxi-16-alfa-metil-pregn-l,455 -dién-3,20-dion és 6-alfa,9-alfa-difluor-ll-béta-17,21-trihidroxi-16-alfa-metil-l,4-dién-3,20-dion5. 21-Acetoxy-6-alpha, 9-alpha-difluoro-11-beta, 17-dihydroxy-16-alpha-methyl-pregn-1,455-diene-3,20-dione and 6-alpha, 9- alpha-difluoro-ll-beta-17,21-trihydroxy-16-alpha-methyl-l, 4-diene-3,20-dione

6. 21-acetoxi-9-alfa-fluor-ll-béta,16-alfa,17-trihidroxi-pregn-l,4-dién-3,20-di60 on-16,17-acetonid6. 21-Acetoxy-9-alpha-fluoro-11-beta, 16-alpha, 17-trihydroxy-pregn-1,4-diene-3,20-di60 on-16,17-acetonide

7. 21-acetoxi-9-béta,ll-béta-epoxi-6-alfa-fluor-16-alfa,17-dihidroxi-pregn-l,4-dién-3,20-dion-líi.l7-acetonid7. 21-Acetoxy-9-beta, 11-beta-epoxy-6-alpha-fluoro-16-alpha, 17-dihydroxy-pregn-1,4-diene-3,20-dione-11,17-acetonide

8. 21-acetoxi-9-bé'a,ll-béta-epoxi-16-alfa65 -hidroxi-pregn l,4-dién-3,20-djon és 988. 21-acetoxy-9-beta, 11-beta-epoxy-16-alpha65-hydroxypregn 1,4,4-diene-3,20-dione and 98

-béta,ll-béta-epoxi-16-alfa,21-dihidroxi-pregn-l,4-dién-3,20-dion-beta, beta-ll-epoxy-16-alpha, 21-dihydroxy-pregn-l, 4-diene-3,20-dione

9. 21-acetoxi-9-béta,ll-béta-epoxi-16-alfa,17-dihidroxi-pregn-l,4-dién-3,20-dion-16,17-acetonid. 59. 21-Acetoxy-9-beta, 11-beta-epoxy-16-alpha, 17-dihydroxy-pregn-1,4-diene-3,20-dione-16,17-acetonide. 5

7. példa ll-béta-Hidroxi-androszta-4-én-3,l 7-dion io biokon verziójaExample 7 Bioconversion of 11-beta-Hydroxy-androst-4-ene-3,17-dione

A 2. példában leirt módon elkészített szárított A. simplex sejt 1 grammját 100 ml 50 mmól-os, pH = 7,5-ös foszfát pufferben 15 szuszpendáljuk, majd 3A etanolban (2-3% metanollal denaturált etanolban) oldott menadiont adtunk hozzá 86 mg/1 végső koncentráció eléréséig. Fél gramm 11-béta-hidroxi-androsztén-diont adtunk ezután az elegyhez, 20 majd forgó keverőben 31 °C hőmérsékleten inkubáltuk. Egy napi inkubálás után vékonyrétegkromatográfiásan vizsgálva az elegy metilén-kloridos extraktumát, két terméket figyeltünk meg. A szteroidnak kb. 95%-a 11- 25 -béta-hid roxi-an d roszta- l,4-dién-3,17-dion formájában volt jelen. A maradék átalakulatlan szubsztrát volt.One gram of dried A. simplex cell prepared as described in Example 2 was suspended in 100 ml of 50 mM phosphate buffer, pH 7.5, 15, and menadione dissolved in 3A ethanol (2-3% methanol denatured in ethanol) was added. mg / l to a final concentration. Half a gram of 11-beta-hydroxyandrostenedione was then added and incubated in a rotary mixer at 31 ° C. After one day of incubation, two products were observed by thin layer chromatography on methylene chloride extract. The steroid should take approx. 95% was present in the form of 11-25-beta-hydroxy-an d-rostal, 4-diene-3,17-dione. The remainder was an unmodified substrate.

8. példa ·Example 8 ·

A 7. példa szerinti módon eljárva a következő androsztén-dion származékokból kiindulva az alábbi 1-dehidrogénezett terméket 35 kaptuk:Following the procedure of Example 7, starting from the following androstenedione derivatives, the following 1-dehydrogenated product 35 was obtained:

Szubsztrétum -> TermékSubstrate -> Product

1. H-béta-hidroxi-16-béta-nietil-androszta- 40H-beta-hydroxy-16-beta-ethyl-androst-40

-4-én-3,17-dion->~ ll-béta-hidroxi-16-béta-metil-androszta-l,4-dién-3,17-dion-4-ene-3,17-dione-> 11-beta-hydroxy-16-beta-methyl-androst-1,4-diene-3,17-dione

2. ll-béta-hidroxi-16-alfa-metil-androszta-4-én-3,17-dion->- 45 ll-béta-hidroxi-16-alfa-metil-androszta-l,4-dién-3,17-dion2. 11-beta-hydroxy-16-alpha-methyl-androst-4-ene-3,17-dione -> 45,11-beta-hydroxy-16-alpha-methyl-androst-1,4-diene-3 , 17-dione;

3. 6-alfa-fluor-ll-béta-hidroxi-androszta-4-én-3,17-dion->6-alfa-fluor-ll-béta-hidroxi-androszta- 503. 6-alpha-fluoro-11-beta-hydroxy-androst-4-ene-3,17-dione-> 6-alpha-fluoro-11-beta-hydroxy-androst-50

-l,4-dién-3,17-dionl, 4-diene-3,17-dione

4. 6-alfa- metil-11- béta-hid roxi-an droszta-4-én-3,17-dion->4. 6-alpha-methyl-11-beta-hydroxyan drosta-4-ene-3,17-dione->

6-alfa-metil-ll-béta-hidroxi-androszta-l,4-dién-3,17-dion ·6-alpha-methyl-11-beta-hydroxyandrosta-1,4-diene-3,17-dione ·

5. ll-alfa-hidroxi-androszta-4-én-3,17-dion->5. 11-alpha-hydroxyandrost-4-ene-3,17-dione-

ll-alfa-hidroxi-androszta-l,4-dién-3,17-diónll-alpha-hydroxy-androsta-l, 4-diene-3,17-dione

6. androszta-4-én-3,ll,17-trion->6. androst-4-ene-3,11,17-trione-

androszta-l,4-dién-3,ll,17-trion.androsta-l, 4-diene-3, ll, 17-trione.

Az 1,2-dihidro-szteroidok felhasználása jól ismert. Például a 3 284 447 számú USAbeli szabadalmi leirás szerint az a*.4.9Ui)-pregnén-triének a 16. szénatomon helyettesített diuretikus kortikoszteroidok szintéziséhez használhatók fel. A 4 041 055 számú USA-beli szabadalmi leirás kortikoszteroidok szintézisét írja le ali4-androsztén-dion származékból, ezáltal bizonyítva azt, hogy az 1,2-dihidro-androsztének fontos intermedierek gyógyászatilag hasznos szteroidok előállításában.The use of 1,2-dihydro steroids is well known. For example, U.S. Pat. No. 3,284,447 discloses that a * .4.9Ui) -pregnene trienes can be used to synthesize diuretic corticosteroids substituted on carbon 16. U.S. Pat. No. 4,041,055 describes the synthesis of corticosteroids from the Δ 4 -androstenedione, thereby demonstrating that 1,2-dihydroandrostenes are important intermediates in the preparation of pharmaceutically useful steroids.

Claims (5)

SZABADALMI IGÉNYPONTOKPATENT CLAIMS 1. Eljárás pregnán- vagy androsztánvázas l,2-telitett-3-keto-szteroidok 1,2-dehidro-szteroidokká való átalakítására, azzal jellemezve, hogy az 1,2-telitett szteroidokat legalább 40 °C hőmérsékleten hővel szárított, Arthrobacter vagy Bacillus nemzetségbe tartozó 1-dehidrogénezó mikroorganizmus sejtekkel alakítjuk át.A process for converting 1,2-saturated-3-keto steroids with pregnane or androstane backbones to 1,2-dehydro steroids, characterized in that the 1,2-saturated steroids are heat-dried at least 40 ° C in Arthrobacter or Bacillus genus 1-dehydrogenating microorganism. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hővel szárított mikrobiális sejtek 1-10% nedvességet tartalmaznak.The method of claim 1, wherein the heat-dried microbial cells contain from 1% to 10% moisture. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy 1-dehidrogénező mikroorganizmusként Arthrobacter simplext vagy Bacteriura cyclooxydans-t alkalmazunk.The process according to claim 1, wherein the 1-dehydrogenating microorganism is Arthrobacter simplext or Bacteriura cyclooxydans. 4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az 1,2-telitett szteroidokat a hővel szárított 1-dehidrogénezö mikroorganizmusok bakteriális sejtjeivel egy exogén elektron átvivő anyag jelenlétében alakítjuk át.The process of claim 1, wherein the 1,2-saturated steroids are transformed with bacterial cells of heat-dried 1-dehydrogenating microorganisms in the presence of an exogenous electron transfer agent. 5. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy exogén elektron átvivő anyagként 2-metil-l,4-naftokinont, fenazin-metoszulfátot, diklór-fenol-indofenolt, 1,4-naftokinont, 2-metil-l,4-naftokinon-biszulfitot, ubikinonokat (Koenzim Q) vagy K-vitamin típusú vegyületeket alkalmazunk.The process according to claim 4, wherein the exogenous electron transfer agent is 2-methyl-1,4-naphthoquinone, phenazine methosulfate, dichlorophenolindophenol, 1,4-naphthoquinone, 2-methyl-1,4 naphthoquinone bisulfite, ubiquinones (Coenzyme Q) or vitamin K type compounds.
HU230083A 1982-07-30 1983-06-24 New process for producing 1,2-dehydrosteroids HU196464B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US40394982A 1982-07-30 1982-07-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
HU196464B true HU196464B (en) 1988-11-28

Family

ID=23597531

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU230083A HU196464B (en) 1982-07-30 1983-06-24 New process for producing 1,2-dehydrosteroids

Country Status (2)

Country Link
ES (1) ES8700695A3 (en)
HU (1) HU196464B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
ES549903A0 (en) 1986-12-01
ES8700695A3 (en) 1986-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3684657A (en) Selective microbiological degradation of steroidal 17-alkyls
US4179336A (en) Microbiological degradation of sterol side chains to a 17-keto group
Mahato et al. Steroid transformations by microorganisms—II
US4524134A (en) Process for preparing 1,2-dehydro steroids
GB2123833A (en) Steroid 1,2-dehydrogenation using dried microbial cells
HU194318B (en) Process for the delta 1-dehydrogenation of steroids in the presence of materials relieving from toxic kinds of oxygen
IE44515B1 (en) Process for the manufacture of 4-androstene-3,17-dione derivatives
US4528271A (en) Process for the intensification of microbiological conversions of steroids using cyclodextrin additives
US4397947A (en) Microbial process for 9α-hydroxylation of steroids
HU196464B (en) New process for producing 1,2-dehydrosteroids
US4704358A (en) Δ1 -dehydrogenation with heat or air-dried B. cyclooxidans
US4684610A (en) Process for converting 1,2-saturated steroids to 1,2-dehydro steroids
HU196847B (en) New process for producing 1,2-dehydrosteroids
US3801460A (en) Simultaneous steroid oxygenation and 1-dehydrogenation with bacillus cereus
US4100026A (en) Process for the preparation of 4-androstene-3,17-dione derivatives
US2796382A (en) Selective oxido-reduction of beta-hydroxy and ketosteroids containing 3 beta groups and 17 beta groups
EP1504021B1 (en) Process for dehydrogenation of azaandrostane compounds
US3071516A (en) 16alpha-hydroxylation of steroids by staurophoma species
US3190809A (en) Process for the preparation of 11alpha-hydroxy-delta4-3-keto steroids from 11-unsubstituted delta5-3-hydroxy and 3-acyloxy steroids using psilocybe caerulescens var. mazatecorum
IE55534B1 (en) Steroid bioconversion
JPH02219597A (en) Production of 1,2-dehydrosteroids

Legal Events

Date Code Title Description
HU90 Patent valid on 900628